邱亮 金慶先 馬莉

[摘 要]開展環(huán)境空氣質(zhì)量預警是建設先進環(huán)境監(jiān)測預警體系的重要內(nèi)容。本文以昆山為例，提出了以環(huán)境空氣質(zhì)量在線監(jiān)測和氣象在線監(jiān)測為基礎，通過部門間會商的方式，建立符合縣級市空氣質(zhì)量預報的預警模式，為政府管理部門以及公眾了解空氣質(zhì)量和大氣污染發(fā)展趨勢，應對重污染天氣和開展區(qū)域大氣污染聯(lián)防聯(lián)控提供參考。

[關鍵詞]空氣質(zhì)量；預測；預警；大氣；治理

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2018.06.024

[中圖分類號]X51 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2018）06-00-02

目前，我國大氣環(huán)境形勢十分嚴峻，在傳統(tǒng)煤煙型污染尚未得到控制的情況下，以臭氧、細顆粒物（PM2.5）和酸雨為特征的區(qū)域性復合型大氣污染日益突出，區(qū)域內(nèi)空氣重污染現(xiàn)象出現(xiàn)的頻次日益增多，嚴重制約了社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，同時還會威脅人民群眾的身體健康。昆山位于江蘇省東南部，地處上海與蘇州市區(qū)之間，是中國經(jīng)濟實力最強的縣級市，連續(xù)多年被國家統(tǒng)計局評為全國百強縣之首。昆山市的環(huán)境空氣污染屬于復合型污染，主要來源于工業(yè)生產(chǎn)、機動車排氣和城市建設施工，其中臭氧、可吸入顆粒物、二氧化硫、氮氧化物和揮發(fā)性有機物等成為城市大氣的主要污染物。

根據(jù)《國務院關于印發(fā)大氣污染防治行動計劃的通知》（國發(fā)[2013]37號）要求，環(huán)保部門要加強與氣象部門合作，建立重污染天氣監(jiān)測預警體系。到2014年，京津冀、長三角、珠三角區(qū)域已完成區(qū)域、省、市級重污染天氣監(jiān)測預警系統(tǒng)建設；其他?。▍^(qū)、市）、副省級市、省會城市于2015年底前完成，要做好重污染天氣過程的趨勢分析，健全會商研判機制，提高監(jiān)測預警的準確度，及時發(fā)布監(jiān)測預警信息。

為了全面提高政府部門對環(huán)境空氣質(zhì)量的監(jiān)管水平和應急預警能力，充分發(fā)揮已建系統(tǒng)在環(huán)境管理中的作用，縣級市需要對現(xiàn)有的各方面資源進行整合研究，摸索出一種適合縣級市的集環(huán)境監(jiān)測（控）、預測預報、信息發(fā)布與應急預警于一體的空氣質(zhì)量預報預警新模式。

1 縣級市空氣質(zhì)量預報預警模式的主要研究方向

空氣質(zhì)量預報預警是監(jiān)測預警體系的核心部分，建設空氣質(zhì)量預報預警平臺對于重污染天氣過程的趨勢分析、污染源成因分析等具有重要的意義，其將為環(huán)境管理提供強有力的技術支撐。

目前，常見的空氣質(zhì)量預報預警采用的預報方法主要有統(tǒng)計預報和數(shù)值預報兩類，其中統(tǒng)計預報模式主要依賴對歷史氣象、環(huán)境空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析處理，常用的建模方法包括神經(jīng)網(wǎng)絡、線性回歸等，具有簡單、易用性，在合理選擇影響因素和進行參數(shù)優(yōu)化的情況下也能提高空氣質(zhì)量的預報精度，但其缺點在于無法對污染的過程和機制進行定量分析，對于污染防治的決策支持能力也有限。數(shù)值預報是以大氣動力學理論為基礎，基于對大氣物理和化學過程的理解，建立大氣污染濃度在空氣中的輸送擴散模型，并借助計算機來預報大氣污染物濃度在空氣中的動態(tài)分布。由于數(shù)值預報模式很好地考慮了污染的過程與機制，能夠為污染控制決策提供較為豐富的信息，是很有前景的一種預報方法，但由于模型構(gòu)建復雜，對于源清單等基礎數(shù)據(jù)要求高，且運算量大，對硬件基礎設施要求較高，在我國的應用仍處于起步階段。為提高預報的準確性，通常的做法是統(tǒng)計預報和數(shù)值預報同時使用，并增加人工經(jīng)驗會商。

2 監(jiān)測數(shù)據(jù)的類型

人工會商需要得到充分的監(jiān)測數(shù)據(jù)，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化趨勢，結(jié)合經(jīng)驗進行預報，所以監(jiān)測數(shù)據(jù)的收集分類和處理工作尤為重要。目前，昆山市能用作空氣質(zhì)量預警預報的監(jiān)測數(shù)據(jù)有污染源監(jiān)測數(shù)據(jù)、氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)和環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)。

2.1 污染源監(jiān)測數(shù)據(jù)

已建成的昆山市污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了對全市200余家重點污染源企業(yè)24小時全天候?qū)崟r監(jiān)控。在線監(jiān)控設備綜合運用24小時視頻拍攝、鍋爐爐溫監(jiān)測、自動采樣等科技手段，實現(xiàn)了對廢水、廢氣等多項指標的監(jiān)測。監(jiān)控污染因子主要包括：化學需氧量、氨氮、總磷、總銅、六價鉻、總鉛、總鎳、二氧化硫、氮氧化物和煙塵等，加上即將投入使用的機動車尾氣監(jiān)控系統(tǒng)，可實時獲取固定工業(yè)污染源、機動車移動污染源的監(jiān)控數(shù)據(jù)和歷史趨勢變化數(shù)據(jù)等相關污染源數(shù)據(jù)。

2.2 氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)

昆山市氣象部門通過接入昆山市環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測監(jiān)控平臺已基本實現(xiàn)了氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)的共享。監(jiān)測數(shù)據(jù)主要包括氣象監(jiān)測點位實時觀測信息（溫度、濕度、氣壓、風速、風向與雨量）。天氣形勢預報包括昆山短期和短時預報。

2.3 環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)

自1999年起昆山開始建設環(huán)境空氣自動監(jiān)測站點。截至2013年底已累計投入財政資金約1 700余萬元，建有12個空氣自動站監(jiān)測點，分別位于主城區(qū)、開發(fā)區(qū)、高新區(qū)、巴城、淀山湖、錦溪、張浦、周市、千燈、花橋和周莊等地，基本覆蓋全市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)。12個子站全部具備環(huán)境空氣質(zhì)量新標準要求的6項污染物監(jiān)測能力，其中二水廠空氣站為一個灰霾監(jiān)測站，除常規(guī)指標外，還具有能見度、穩(wěn)定度、UV輻射和揮發(fā)性有機物等監(jiān)測指標。城區(qū)空氣質(zhì)量監(jiān)測站點目前已實現(xiàn)與環(huán)保部及省環(huán)保廳聯(lián)網(wǎng)，公眾可通過政府網(wǎng)站或手機App客戶端實時查詢站點的監(jiān)測數(shù)據(jù)。環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)主要包括二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物、細顆粒物、臭氧和一氧化碳等6項監(jiān)測指標的實時小時濃度值、滑動平均值、日均濃度值和環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)等。

2.4 長三角環(huán)境空氣質(zhì)量預報預警數(shù)據(jù)

目前，上海、蘇州等周邊城市已建成各自的預報預警體系。環(huán)保部還將在上海建設長三角區(qū)域空氣質(zhì)量預報預警中心，建成后區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量預報預警網(wǎng)絡將覆蓋昆山，昆山市也可在第一時間內(nèi)獲得長三角空氣質(zhì)量預報預警的相關數(shù)據(jù)。

3 環(huán)境空氣質(zhì)量會商預報預警

2014年6月，昆山市環(huán)保局和昆山市氣象局聯(lián)合發(fā)布了《昆山市大氣污染預警會商制度》，明確了會商的工作原則、工作內(nèi)容、工作機構(gòu)、工作機制和保障措施等。當空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）連續(xù)一定時間達到預警值，或者省環(huán)保廳、蘇州市環(huán)保局發(fā)布包含昆山市的預警信息時，將及時啟動重污染預警工作制度。

依據(jù)重污染天氣可能造成的危害程度，昆山市重污染天氣預警分為四級。①四級藍色預警。區(qū)域內(nèi)24小時的空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）在201～300之間，且氣象預報未來1天仍將維持不利氣象條件。②三級黃色預警。區(qū)域內(nèi)24小時空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）在301～400，且氣象預報未來1天仍將維持不利氣象條件。③二級橙色預警。區(qū)域內(nèi)24小時空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）在401～450，且氣象預報未來1天仍將維持不利氣象條件。④一級紅色預警。區(qū)域內(nèi)24小時空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）大于450，且氣象預報未來1天仍將維持不利氣象條件。

3.1 預警會商機制

預警會商組主要由蘇州市環(huán)境監(jiān)測中心、昆山市環(huán)境監(jiān)測站、昆山市氣象臺有關人員組成，會商組人員通過預警會商平臺（手機QQ和微信）可瀏覽各類資料。正常情況（空氣質(zhì)量和氣象狀況不滿足預警啟動條件）下，市環(huán)境監(jiān)測站和氣象臺值班人員每天會商1次，當日16時進行第二天環(huán)境空氣質(zhì)量會商，并形成《環(huán)境空氣質(zhì)量預報會商單》。

當環(huán)境空氣質(zhì)量和氣象狀況經(jīng)初步判斷滿足預警啟動條件時，市環(huán)境監(jiān)測站和氣象臺值班人員先擬定《重污染天氣預警信息報告》（草稿）提交會商平臺，并短信提醒會商組成員開展會商。會商組成員綜合“當日大氣污染物實況分析”“當日天氣形勢實況分析”“未來兩天天氣形勢預報”“未來兩天空氣污染氣象條件預報”《環(huán)境空氣質(zhì)量預報會商單》《重污染天氣預警信息報告》（草稿）及周邊城市相關信息和形勢，在平臺上進行會商，提出意見，形成《重污染天氣預警信息報告》?！吨匚廴咎鞖忸A警信息報告》經(jīng)雙方確認后，將上報市重污染天氣應急指揮部辦公室，并啟動《昆山市重污染天氣應急預案》。

3.2 預警信息內(nèi)容和上報

《環(huán)境空氣質(zhì)量預報會商單》包括當前空氣污染級別及氣象條件分析、未來氣象條件及污染情況分析、明日空氣質(zhì)量類別及建議采取的預警級別。《重污染天氣預警信息報告》包括重污染天氣預警等級、昨日空氣質(zhì)量實況、今日空氣質(zhì)量預報和明日空氣質(zhì)量預報?！吨匚廴咎鞖忸A警等級調(diào)整報告》包括重污染天氣預警等級、昨日空氣質(zhì)量實況、今日空氣質(zhì)量預報和明日空氣質(zhì)量預報?！吨匚廴咎鞖忸A警信息解除報告》包括解除重污染天氣預警等級、昨日空氣質(zhì)量實況、今日空氣質(zhì)量預報和明日空氣質(zhì)量預報。

4 結(jié) 語

昆山作為長三角重要的工業(yè)城市，位于上海和蘇州兩大城市之間，能夠充分借鑒周邊兩大城市環(huán)境空氣質(zhì)量預報預警的相關信息。在大區(qū)域預報預警范圍內(nèi)，昆山市要結(jié)合本地氣象、環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)和歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)，通過人工會商開展本地區(qū)空氣質(zhì)量預報預警，可實現(xiàn)本地的精細化預報。昆山市環(huán)境空氣質(zhì)量預報預警，將為政府管理部門以及公眾了解空氣質(zhì)量、了解大氣污染發(fā)展趨勢、應對重污染天氣和開展大氣污染聯(lián)防聯(lián)控提供參考。

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